JP2019086722A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 交流電圧が転写材を介して転写電圧に重畳されることによって発生する画像不良を、より効果的に抑制することが困難であった。【解決手段】 画像形成装置５０は、交流電源４０から定着手段１４に交流電圧を印加することで定着部Ｎｆにおいて転写材Ｐにトナー像を定着し、転写部Ｎｔと定着部Ｎｆとに挟持された転写材Ｐに接触する位置には導電性の転写前ガイド１７が設けられている。転写前ガイド１７とアースとの間には、コンデンサ１８と、コンデンサ１８に並列接続され、定着部Ｎｆと転写部Ｎｔに挟持された転写材Ｐにトナー像を転写している状態で転写前ガイド１７を所定の電圧に維持するツェナーダイオード１９が設けられている。【選択図】 図２

Description

本発明は、電子写真方式や静電記録方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置に関するものである。

電子写真方式を用いた画像形成装置においては、ドラム状の感光体や中間転写体などの像担持体と対向配置された転写部材に転写電圧を印加することにより、像担持体が担持するトナー像を紙やＯＨＰシートなどの転写材に静電的に転写する。その後、像担持体と転写部材とで形成される転写部においてトナー像が転写された転写材は定着手段に搬送され、定着手段において加熱及び加圧されることにより転写材にトナー像が定着される。定着手段は、ヒータなどの加熱部材と、加熱部材に圧接して定着ニップ部を形成する加圧部材と、を有しており、加熱部材は交流電源から交流電圧を印加されることによって、トナー像を転写材に転写することが可能な温度に加熱される。

このような画像形成装置においては、高温高湿環境などで長時間放置されることで吸湿し電気抵抗が低下した転写材を用いた場合に、以下のような画像不良が発生する虞がある。トナー像の転写が行われている状態で転写材が定着ニップ部に挟持されると、交流電圧が転写材を介して転写部で転写電圧に重畳し、転写部において交流電圧が転写電圧を変動させてしまう。これにより、転写部材から像担持体に向かって流れる電流が交流電圧の波形成分によって振れてしまい、転写性に影響が生じ、結果として画像の副走査方向に濃淡ムラの画像不良（以下、ＡＣバンディングと称する）が現れる虞がある。

特許文献１には、定着ニップ部と転写部によって挟持された転写材が接触する導電部材を設け、導電部材とアースとの間に抵抗素子とコンデンサを並列に接続して配置する構成が開示されている。特許文献１の構成においては、コンデンサによって、転写材を介して転写部から定着ニップ部にかかる交流電圧の波形成分を減衰させることが可能である。

特開２０１５−８４０８４号公報

特許文献１の構成において、ＡＣバンディングをより効果的に抑制するためには、導電部材に接続されたコンデンサの容量を大きくすることが考えられる。しかし、コンデンサの容量を大きくすると、転写部に挟持された転写材にトナー像の転写を行うための電流が転写材と導電部材を介して転写部材からコンデンサに流れ込み、トナー像の転写に必要な電流が不足して画像不良が発生するおそれがある。

そこで、本発明は、交流電圧が転写材を介して転写電圧に重畳されることによって発生する画像不良を、より効果的に抑制することを目的とする。

本発明は、トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体と当接して転写部を形成し、前記転写部において前記像担持体に担持されたトナー像を転写材に転写する転写部材と、転写材の搬送方向に関して前記転写部材よりも下流側に配置されており、転写材を加熱する加熱部材と、前記加熱部材に接触して定着部を形成する加圧部材と、を有する定着手段と、を備え、前記定着手段は交流電圧を印加されることによって前記定着部に挟持された転写材にトナー像を定着する画像形成装置において、転写材の搬送方向に関して前記定着部よりも上流側であって、前記転写部と前記定着部とに挟持された転写材に接触する位置に配置される導電部材と、前記導電部材とアースとの間に設けられたコンデンサと、前記コンデンサと並列に接続され、前記定着部と前記転写部に挟持された転写材にトナー像を転写している状態において前記導電部材に接続された側が所定の電圧に維持される定電圧素子と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、交流電圧が転写材を介して転写電圧に重畳されることによって発生する画像不良を、より効果的に抑制することが可能である。

実施例１における画像形成装置の構成を説明する断面図である。 実施例１における、転写部及び定着手段の周辺構成を説明する模式図である。 実施例１、比較例１、比較例２における、交流電圧が転写電圧に重畳したときの、導電部材の電圧の波形を説明する模式図である。 コンデンサの静電容量と、導電部材における電圧の立ち上がりの関係を説明する模式図である。 比較例３の構成を説明する模式図である。 実施例１、変形例１、変形例２、変形例３、比較例１、比較例３、比較例４、における、画像評価の結果を示す表である。 変形例４の構成を説明する模式図である。 変形例５の構成を説明する模式図である。 実施例２における、転写部及び定着手段の周辺構成を説明する模式図である。 実施例２、比較例５、比較例６、比較例７における、画像評価の結果を示す表である。 その他の実施例における画像形成装置の構成を説明する断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。したがって、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲を限定する趣旨のものではない。

（実施例１）
［画像形成装置の構成］
図１は、本実施例の画像形成装置５０の構成を説明する概略断面図である。図１に示すように、本実施例における画像形成装置５０は、ドラム状の感光体である感光ドラム１（像担持体）を有し、感光ドラム１は、不図示の駆動源からの駆動力を受けて図示矢印Ｒ１方向に所定の周速で回転駆動される。

感光ドラム１の周囲には、帯電手段としての帯電ローラ２と、レーザ光Ｂを感光ドラム１に照射する露光手段３と、現像部材としての現像ローラ５ａを有する現像手段５が配置されている。現像手段５にはトナーが収容されており、現像ローラ５ａは、不図示の現像電源からトナーの正規の帯電極性と逆極性の電圧を印加されることにより現像手段５に収容されたトナーを担持することが可能である。

また、感光ドラム１に対向する位置には、感光ドラム１に当接して転写部Ｎｔを形成する転写部材としての転写ローラ２０が配置されている。本実施例においては、厚み３ｍｍのＮＢＲとエピクロルヒドリンゴムを主成分とする、体積抵抗率が約１０^８Ω・ｃｍの発泡スポンジ体で外径８ｍｍのニッケルメッキ鋼棒を覆った、外径１４ｍｍの転写ローラ２０を用いている。転写ローラ２０は、感光ドラム１に対して約１ｋｇの圧力で当接し、感光ドラム１の回転に伴って従動して回転する。

転写ローラ２０は転写電源３０に接続されており、転写電源３０から転写ローラ２０に電圧を印加することによって、転写部Ｎｔにおいて感光ドラム１から転写材Ｐにトナー像を転写することが可能である。なお、以下の説明においては、感光ドラム１から転写材Ｐにトナー像を転写するために転写部Ｎｔに形成される電圧を転写電圧と称する。

転写材Ｐの搬送方向に関して、転写部Ｎｔの下流側には、加圧部材としての加圧ローラ１３と、加熱部材１２と、を有する定着手段１４が設けられている。また、画像形成装置５０は、紙やＯＨＰシートなどの転写材Ｐを収容する収容部としての給紙カセット９と、画像が形成された後に画像形成装置５０から排出された転写材Ｐを積載する積載部としての排紙トレイ１０と、を有する。

次に、本実施例における画像形成動作について、図１を用いて説明する。不図示の制御手段が画像信号を受信することによって画像形成動作が開始されると、感光ドラム１が図示矢印Ｒ１方向に回転駆動される。感光ドラム１は回転過程で、不図示の帯電電源から所定の極性（本実施例では負極性）の電圧を印加された帯電ローラ２により所定の電位に一様に帯電処理される。その後、露光手段３により画像信号に応じた露光を受けることで、感光ドラム１の表面に目的の画像に対応した静電潜像が形成される。

そして、感光ドラム１に形成された静電潜像は、トナーを担持した現像ローラ５ａと感光ドラム１とが当接する現像位置において現像され、感光ドラム１にトナー像として可視化される。本実施例においては、現像手段５に収容されたトナーの正規帯電極性は負極性であり、帯電ローラ２による感光ドラム１の帯電極性と同極性に帯電したトナーにより静電潜像を反転現像している。しかし、これに限らず、感光ドラム１の帯電極性とは逆極性に帯電したトナーにより静電潜像を正現像する画像形成装置にも本発明を適用できる。

感光ドラム１に形成されたトナー像は、転写電源３０から転写ローラ２０にトナーの正規の帯電極性と逆極性（本実施例においては正極性）の電圧を印加することにより、転写部Ｎｔにおいて給紙カセット９から給送された転写材Ｐに転写される。給紙カセット９に収容された転写材Ｐは、給送ローラ４によって給送された後に搬送ローラ６によって転写部Ｎｔに搬送される。

なお、本実施例における画像形成装置５０は、感光ドラム１から転写材Ｐにトナー像を転写した後に感光ドラム１に残留したトナーを現像手段５によって回収する、所謂、クリーナレスの構成を有する。

クリーナレスの構成においては、感光ドラム１の回転方向に関して、転写部Ｎｔから感光ドラム１と帯電ローラ２とが接触する帯電部までの間に、感光ドラム１に当接するブレードなどの回収部材が設けられていない。したがって、転写部Ｎｔを通過した後に感光ドラム１に残留したトナーは、帯電部を通過する際に再び負極性に帯電された後、現像ローラ５ａと感光ドラム１とが当接する現像位置において現像手段５に回収される。

転写部Ｎｔでトナー像を転写された転写材Ｐは定着手段１４に搬送され、定着手段１４において、加熱部材１２と加圧ローラ１３によって加熱及び加圧されることによりトナー像が転写材Ｐに固定される。定着手段１４においてトナー像が定着された後の転写材Ｐは、排紙ローラ対１５により排紙トレイ１０に排出される。本実施例の画像形成装置５０においては、以上の動作により、転写材Ｐに画像が形成される。

［定着手段］
図２は、本実施例における、転写部Ｎｔ及び定着手段１４の周辺の構成を説明する模式図である。以下、図２を用いて、定着手段１４の構成について説明する。図２に示すように、定着手段１４は、加圧部材としての加圧ローラ１３と、加熱部材１２と、を有し、加圧ローラ１３が加熱部材１２を押圧することにより、トナー像を転写された転写材Ｐを挟持することが可能な定着部Ｎｆが形成される。

加熱部材１２は、可撓性のエンドレスベルトから成るフィルム１２ａと、フィルム１２ａを介して加圧ローラ１３と対向する位置であってフィルム１２ａの内周面に接触する板状のヒータ１２ｂ（加熱体）と、ヒータ１２ｂを支持する支持部１２ｃと、を有する。本実施例では、フィルム１２ａは、変形させられていない状態では略円筒形であり、その外径は１８ｍｍである。

フィルム１２ａは、ポリイミド樹脂に熱伝導フィラーを分散させた厚さ６０μｍの基層と、フッ素樹脂に導電性カーボンを分散させた厚さ４μｍの弾性層と、フッ素樹脂に導電性付与物質を分散させた厚さ１５μｍの離型層と、を有する筒状の可撓性部材である。なお、基層としては厚さ３０〜８０μｍ、弾性層としては厚さ１〜６μｍ、離型層としては厚さ５〜３０μｍのものを用いることが可能である。

ヒータ１２ｂは、アルミナ基板上に発熱体としての銀合金からなる抵抗発熱体を印刷し、その抵抗発熱体の表面にガラスコーティングを施して構成されており、温度検知素子としてサーミスタ（不図示）が設けられている。また、ヒータ１２ｂは、発熱体としての抵抗発熱体に交流電源４０から交流電圧が印加されることで発熱し、ヒータ１２ｂへの交流電圧の供給や、ヒータ１２ｂの温度調整は、画像形成装置５０の動作を統括的に制御する制御手段（不図示）によって制御される。

加圧ローラ１３は、金属製の芯金の外周面に、シリコーンゴムなどの弾性を有する耐熱性の弾性層が設けられた外径１８ｍｍのローラ部材であり、加圧ローラ１３の最表層には、フッ素樹脂などの離型性の高い材料を用いた離型層が設けられている。また、加圧ローラ１３は、付勢部材である加圧バネ（不図示）によって加熱部材１２に向かって押圧されている。

不図示の駆動源からの駆動力を受けて加圧ローラ１３が回転駆動されると、定着部Ｎｆにおける加圧ローラ１３とフィルム１２ａとの間の圧接摩擦力により、フィルム１２ａに回転力が作用する。その結果、フィルム１２ａは、内周面がヒータ１２ｂと摺動しながら、加圧ローラ１３の回転に従動して回転する。

フィルム１２ａと加圧部材１３が回転し、ヒータ１２ｂに交流電源４０からの交流電圧が印加され、ヒータ１２ｂのサーミスタ（不図示）による検知温度が目標温度に到達した状態で、転写材Ｐは定着部Ｎｆに導入される。転写部Ｎｔで転写材Ｐに転写されたトナー像は、転写材Ｐが定着部Ｎｆを通過する過程で加熱及び加圧され、転写材Ｐに溶融定着される。定着部Ｎｆを通過した転写材Ｐはフィルム１２ａの曲率によってフィルム１２ａから分離され、排紙ローラ対１５により排紙トレイ１０に排出される。

ここで、ヒータ１２ｂにおいて抵抗発熱体をコーティングしているガラス（ガラスコーティング）は、電気的にはコンデンサと見なされ、その静電容量は数百ｐＦ程度（１００ｐＦ〜６００ｐＦ）である。したがって、交流電源４０からの交流電圧は、抵抗発熱体からガラスを介して定着部Ｎｆの転写材Ｐに伝達される。

なお、本実施例における画像形成装置５０の転写部Ｎｔから定着部Ｎｆまでの距離は、転写材Ｐの搬送方向に関して約４０ｍｍである。そのため、通常のＡ４サイズやレターサイズの転写材Ｐに画像を形成する際には、定着手段１４において転写材Ｐにトナー像を定着するのと同時に、転写部Ｎｔにおいて感光ドラム１から転写材Ｐにトナー像が転写されている。

［ＡＣバンディング画像が発生するメカニズム］
次に、吸湿した転写材Ｐ等の電気抵抗が低い転写材Ｐに画像形成を行う際に発生する画像不良について説明する。高温高湿環境下（温度３０℃、湿度８０％）で放置された紙などの電気抵抗が低い転写材Ｐを用いると、加熱部材１２に印加された交流電圧が転写材Ｐを介して定着部Ｎｆから転写部Ｖｔに伝播する可能性がある。交流電源４０の交流電圧が転写部Ｎｔにおいて転写ローラ２０に印加された転写電圧に重畳すると、転写ローラ２０から感光ドラム１に向かって流れる電流が、交流電圧の波形成分によって振れてしまう。

その結果、転写部Ｎｔにおいて感光ドラム１から転写材Ｐに転写されるトナー像に、濃度ムラによる画像不良（以下、ＡＣバンディング画像と称する）が発生する場合がある。そこで、本実施例においては、以下に説明する構成によってＡＣバンディング画像の発生を抑制している。

［ＡＣバンディング画像の発生を抑制する構成］
図２に示すように、転写材Ｐの搬送方向に関して、転写部Ｎｔの上流側には、転写材Ｐを転写部Ｎｔに案内する案内部材としての転写前ガイド１７が設けられている。また、転写前ガイド１７とアースとの間には、容量素子としてのコンデンサ１８と、定電圧素子としてのツェナーダイオード１９が並列で接続されている。転写前ガイド１７は、転写部Ｎｔと定着部Ｎｆとに挟持されている転写材Ｐに接触する導電部材であり、本実施例では、転写前ガイド１７として金属部材で構成されているものを用いた。

定電圧素子としてのツェナーダイオード１９は、電流が流れることにより所定の電圧（以下、降伏電圧と称する）を維持する素子であり、一定以上の電流が流れた際にカソード側に降伏電圧が発生する。本実施例の構成によれば、ツェナーダイオード１９の一端側（アノード側）はアースに電気的に接続され、他端側（カソード側）は転写前ガイド１７に接続されている。したがって、ツェナーダイオード１９に一定以上の電流が流れると、転写前ガイド１７はツェナーダイオード１９の降伏電圧に維持される。

図３（ａ）は、本実施例の構成において、交流電源４０からの交流電圧が転写部Ｎｔにおける転写電圧に重畳したときに測定された電圧の波形を説明する模式図である。また、図３（ｂ）は本実施例の比較例１において、図３（ｃ）は本実施例の比較例２において、交流電源４０からの交流電圧が転写部Ｎｔにおける転写電圧に重畳したときに測定された電圧の波形を説明する模式図である。ここで、比較例１は、本実施例に対して転写前ガイド１７にツェナーダイオードのみを接続した構成を有し、比較例２は、本実施例に対してコンデンサ１８及びツェナーダイオード１９を接続せず転写前ガイド１７をアースに電気的に接続した構成を有する。

図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、転写前ガイド１７にツェナーダイオード１９を接続することにより、定着部Ｎｆからの交流電圧による振幅Ｖｐ−ｐを小さくすることができる。これは、交流電圧によって転写電圧が振れた場合に、降伏電圧以上となる電圧に関しては、ツェナーダイオード１９がアースに電流を流して降伏電圧に維持するためである。更に、本実施例においては、コンデンサ１８を接続したことにより、交流電圧の波形成分を減衰させることが可能である。

一方で、図３（ｃ）に示すように、比較例２の構成においては、交流電源４０の交流電圧が転写電圧に重畳することで、振幅Ｖｐ−ｐが大きくなる。その結果、転写ローラ２０から感光ドラム１に向かって流れる電流が振れてしまい、ＡＣバンディング画像が発生してしまう。

ツェナーダイオード１９は、高温高湿環境下（温度３０℃、湿度８０％）において、感光ドラム１から転写材Ｐにトナー像を転写するために転写電源３０から転写ローラ２０に電圧を印加した場合に、転写前ガイド１７を降伏電圧に維持する必要がある。言い換えると、低抵抗の転写材Ｐと転写前ガイド１７を介して転写部Ｎｔからツェナーダイオード１９に流れる電流によって、カソード側を降伏電圧に維持することが可能なツェナーダイオード１９を用いる必要がある。

本実施例においては、高温高湿環境下において、感光ドラム１から転写材Ｐにトナー像を転写するために転写部Ｎｔに形成する転写電圧を４００Ｖに設定している。また、転写部Ｎｔに４００Ｖの転写電圧を形成するために、転写電源３０から転写ローラ２０に向けて印加する電圧の出力値を８００Ｖに設定した。この時、例えば、ツェナーダイオード１９の降伏電圧を８００Ｖに設定すると、転写電圧よりも降伏電圧の値が大きいことから、転写電圧に交流電圧が重畳したとしてもツェナーダイオード１９のカソード側に降伏電圧が形成されない可能性がある。その結果、ツェナーダイオード１９を配置することによる交流電圧の波形成分を減衰させる効果を得ることができなくなってしまう。

また、ツェナーダイオード１９の降伏電圧は、高温高湿環境下において、感光ドラム１から転写材Ｐにトナー像を転写するために必要な転写電圧と同程度に設定することがより望ましく、本実施例では４００Ｖとした。このように設定することにより、高温高湿環境において転写材Ｐと転写前ガイド１７を介して転写部Ｎｔからツェナーダイオード１９に電流が流れた場合に、転写前ガイド１７を転写電圧に維持することができる。これにより、転写ローラ２０から感光ドラム１に流れる電流が過剰にリークしてしまうことを抑制できる。

より詳しくは、例えば、降伏電圧を２００Ｖに設定した場合、低抵抗な転写材Ｐを介して、４００Ｖの転写電圧が形成された転写部Ｎｔから、２００Ｖの降伏電圧に維持された転写前ガイド１７に向かって電流がリークしてしまう。その結果、転写部Ｎｔにおいて電圧が降下し、感光ドラム１から転写材Ｐにトナー像を転写するために必要な転写電圧を維持することが困難となり、転写不良に起因した画像不良が発生するおそれがある。

したがって、高温高湿環境下において転写部Ｎｔで形成される転写電圧と、ツェナーダイオード１９の降伏電圧との間の電位差が大きくなり過ぎないように、ツェナーダイオード１９の降伏電圧を設定する必要がある。一般的に、電位差が約１００Ｖあると、電流のリークが発生する可能性があるため、本実施例の画像形成装置５０の構成においてはツェナーダイオード１９の降伏電圧を３００Ｖ以上に設定することがより好ましい。

図４は、コンデンサ１８を配置することによる、転写前ガイド１７に形成される降伏電圧と時間との関係を説明する模式図である。転写前ガイド１７の電圧は、転写材Ｐの搬送方向に関して、転写材Ｐの先端が転写部Ｎｔに突入した瞬間に、転写材Ｐを介して流れる電流により形成される。ツェナーダイオード１９に並列に接続するコンデンサ１８の静電容量を大きくすればするほど、転写材Ｐを介してコンデンサ１８に流れ込む電流が多くなり、図４に示すように、転写前ガイド１７に形成される電圧の立ち上がりが遅くなってしまう。

このように、電圧の立ち上がりが遅くなる現象は、転写前ガイド１７においてだけでなく、転写部Ｎｔにおいても発生する。図３（ａ）に示すように、コンデンサ１８を設けることによって交流電圧の波形成分を減衰させることが可能であり、更に、コンデンサ１８の静電容量を大きくすることによって交流電圧による波形成分をより減衰させることができる。しかし、コンデンサ１８の静電容量を大きくすればするほど、転写部Ｎｔにおける転写電圧の立ち上がりが遅くなることで、転写材Ｐの搬送方向における先端側で転写電圧が不足することによる画像不良が発生するおそれがある。本実施例においては、コンデンサ１８の静電容量を、転写部Ｎｔにおける転写電圧の立ち上がりに対する影響が少ない１０００ｐＦとした。

図５は、本実施例の比較例３の構成を説明する模式図であり、図５に示すように、比較例３においては、転写前ガイド１７とアースの間に抵抗１６とコンデンサ２８を並列に接続して設置している。なお、抵抗１６は、電気抵抗値が４０ＭΩのものを用い、コンデンサ２８は、静電容量が４７０００ｐＦのものを用いた。

図６は、本実施例と、本実施例の変形例１、変形例２、変形例３、比較例１、比較例３、比較例４における、画像評価の結果を示す表である。図６に示すように、変形例１は、ツェナーダイオード１９に並列に接続するコンデンサの静電容量を５００ｐＦに設定した構成であり、変形例２は、ツェナーダイオード１９に並列に接続するコンデンサの静電容量を３３００ｐＦに設定した構成である。また、変形例３は、ツェナーダイオード１９に並列に接続するコンデンサの静電容量を４７００ｐＦに設定した構成である。比較例１は、既に説明したように、転写前ガイド１７にツェナーダイオード１９のみを接続した構成であり、比較例４は、転写前ガイド１７にツェナーダイオード１９を接続せず、静電容量が１０００ｐＦのコンデンサのみを接続した構成である。

図６におけるＶｐ−ｐ（Ｖ）とは、高温高湿環境下（温度３０℃、湿度８０％）において、交流電源４０から加熱部材１２に２４０Ｖ、６０Ｈｚの交流電圧を印加したときの、転写前ガイド１７に形成される電圧の振幅である。また、画像評価を行う際の転写材Ｐの搬送速度は、１５０ｍｍ／ｓｅｃに設定し、転写材Ｐとしては、高温高湿環境下に放置したＸｅｒｏｘ Ｖｉｔａｌｉｔｙ ＭｕｌｔｉＰｕｒＰｏｓｅ ＰａＰｅｒ（Ｌｅｔｔｅｒサイズ、２０ｌｂ）を用いた。

画像評価は、ＡＣバンディング画像の発生の有無と、転写部Ｎｔにて形成される転写電圧が不足することによる転写不良の発生の有無をみることで評価を行った。評価基準は、評価用の種々の画像を出力し、先述の画像不良について、画像不良が発生しなかったものを○、実用上許容できる程度のものを△、実用上許容できない程度のものを×とした。

本実施例ではクリーナレスの構成を用いていることから、転写不良が発生した場合、転写部Ｎｔを通過した後の感光ドラム１にトナーが多く残留してしまう。すると、感光ドラム１に残留した全てのトナーを現像手段５で回収しきらないことで、残留トナーが再び転写部Ｎｔに到達し、後続の転写材Ｐに転写されることで画像不良が発生する。本実施例においては、この後続の転写材Ｐに発生する画像不良を評価することにより、転写電圧が不足することによる転写不良画像の発生の有無の評価を行った。しかし、これに限らず、転写部Ｎｔにおいて転写電圧が不足している場合に感光ドラム１から転写材Ｐに転写されたトナー像と、本来転写される予定だった評価用の画像を比較することによって、転写不良画像の発生の有無の評価を行っても良い。

図６に示すように、本実施例及び本実施例の変形例１、２では、画像不良は発生しなかった。一方で、コンデンサ１８を設けていない比較例１と、ツェナーダイオード１９を設けていない比較例４は、本実施例と比較すると、振幅Ｖｐ−ｐを十分に抑えることができなかったことから、ＡＣバンディング画像が発生した。

また、変形例３と比較例３においては、振幅Ｖｐ−ｐは抑えられておりＡＣバンディング画像は発生しなかったが、実質許容できる範囲ではあるものの転写材Ｐの搬送方向に関して転写材Ｐの先端部において転写不良画像の発生が確認された。これは、コンデンサの静電容量が大きいために、転写材Ｐの先端が転写部Ｎｔに突入した時に転写電流がコンデンサ１８に流れてしまい、図４に示すように、転写部Ｎｔにおける転写電圧の立ち上がりが遅くなったためである。したがって、本実施例の画像形成装置５０の構成においては、コンデンサ１８の静電容量は、５００ｐＦ以上３３００ｐＦ以下に設定するのが好ましい。

以上説明したように、本実施例においては、転写前ガイド１７とアースとの間に、ツェナーダイオード１９とコンデンサ１８を並列で接続することで、コンデンサ１８の静電容量を大きくしなくてもＡＣバンディング画像の発生を抑制することが可能となる。コンデンサ１８の静電容量を大きくしなくてもＡＣバンディング画像の発生を抑制できることにより、転写部Ｎｔにて形成される転写電圧が不足することによる転写不良の発生も抑制することが可能である。

なお、本実施例においては、クリーナレス構成を有する画像形成装置５０について説明を行った。しかし、これに限らず、感光ドラム１に残留したトナーを回収する回収部材を有する画像形成装置においても、本実施例の構成を用いる事で本実施例と同様の効果を得ることが可能である。

また、本実施例においては、導電部材として、金属製の転写前ガイド１７を用いて説明を行った。しかし、これに限らず、導電部材として、モールド等で一定の抵抗を有しているガイドを用いても良い。導電部材としては、電気抵抗が１０^６Ω以下であれば、転写部Ｎｔからツェナーダイオード１９に向けて電流を流すことができ、電気抵抗が１０^３Ω以下であればより好ましい。

さらに、図７に示す変形例４のように、コンデンサ１８と転写前ガイド１７との間に電気抵抗２１（第２の抵抗素子）を直列で接続し、電気抵抗２１とコンデンサ１８をツェナーダイオード１９に対して並列に接続しても良い。この場合、電気抵抗２１を設けることでコンデンサ１８の効果が弱まるため、コンデンサの静電容量を本実施例よりも大きくしても、先述の転写不良の発生を抑制することができる。

また、図８に示す変形例５のように、ツェナーダイオード１９とコンデンサ１８に対して、電源６０を並列に接続しても良い。電源６０から転写前ガイド１７に電圧を印加する構成とすることにより、ツェナーダイオードの降伏電圧を本実施例よりも大きい値に設定しても、安定してツェナーダイオード１９のカソード側を降伏電圧に維持することができる。

一方で、変形例５の構成では、本実施例の構成に対して電源６０を追加で設ける必要がある。本実施例のように、電源６０を設けなくても転写前ガイド１７をツェナーダイオード１９の降伏電圧に維持することが可能な構成とすることにより、画像形成装置の小型化、省スペース化、及びコストダウンを図ることが可能である。

本実施例においては、定電圧素子としてツェナーダイオード１９を使用したが、ツェナーダイオード１９と同様の効果を得ることが可能な素子として、アバランシェダイオードやバリスタなどを用いても良い。

（実施例２）
実施例１では、導電部材として、転写材Ｐの搬送方向に関して転写部Ｎｔよりも上流側に配置された転写前ガイド１７を用いる構成について説明した。これに対し、実施例２においては、転写材Ｐの搬送方向に関して、定着部Ｎｆの上流側であって転写部Ｎｔの下流側に配置された定着前ガイド２７を導電部材として用いる。より詳しくは、本実施例は、定着前ガイド２７とアースとの間に、ツェナーダイオード２１９とコンデンサ２１８を並列で接続して配置する点と、転写前ガイド１７とアースとの間に抵抗２２を配置する点で実施例１と異なる。以下の説明においては、実施例１と実施例２が共通する部分に関しては同一の符号を付して説明を省略する。

図９は、本実施例における定着部と転写部の周囲の構成を説明する模式図である。図９に示すように、転写前ガイド１７は、５００ＭΩの電気抵抗を有する抵抗２２（第１の抵抗素子）を介してアースに電気的に接続されている。これは、高温高湿環境下において、電気抵抗が低い転写材Ｐが転写部Ｎｔに挟持された場合に、転写ローラ２０から感光ドラム１に流れる電流が転写材Ｐと転写前ガイド１７を介してアースに流れるのを抑制するためである。また、転写前ガイド１７と転写材Ｐとが摺擦することによる帯電を抑制するために、本実施例においては金属部材から構成される転写前ガイド１７を用いた。

さらに、図９に示すように、本実施例においては、転写材Ｐが転写部Ｎｔと定着部Ｎｆとに挟持されている時に転写材Ｐに接触する導電部材として、定着前ガイド２７を用いる。定着前ガイド２７は、転写材Ｐの搬送方向において定着部Ｎｆの上流側に配置され、転写材Ｐに接触して転写材Ｐを定着部Ｎｆに案内する案内部材であり、金属部材から構成されている。定着前ガイド２７とアースとの間には、コンデンサ２１８とツェナーダイオード２１９が並列接続された状態で設置されている。本実施例においても、実施例１と同様に、降伏電圧が４００Ｖのツェナーダイオード２１９と、静電容量が１０００ｐＦのコンデンサ２１８を用いた。

図１０は、本実施例と、比較例５、比較例６、比較例７における、画像評価の結果を示す表である。なお、画像評価の方法は実施例１と同様の方法を用いた。ただし、図１０における転写不良画像とは、転写材Ｐが定着前ガイド２７に接触したときに、転写部Ｎｔにて形成される転写電圧が不足することによって発生する転写不良画像のことである。より詳しくは、転写部Ｎｔにおいて転写ローラ２０から感光ドラム１に流れる転写電流が転写材Ｐと定着前ガイド２７を介してコンデンサに流れ込むことで転写部Ｎｔにおける転写電圧が不足した場合に発生する画像不良のことである。

比較例５は、定着前ガイド２７にコンデンサ２１８を接続せず、ツェナーダイオード２１９のみを接続した構成であり、比較例６は、定着前ガイド２７にツェナーダイオード２１９を接続せず、静電容量が１０００ｐＦのコンデンサのみを接続した構成である。また、比較例７は、定着前ガイド２７にツェナーダイオード２１９を接続せず、静電容量が１００００ｐＦのコンデンサのみを接続した構成である。比較例５〜７におけるその他の構成は本実施例と同様であるため説明を省略する。

図１０に示すように、本実施例の構成においては、画像不良は発生しなかった。一方で、コンデンサ２１８を設けていない比較例５と、ツェナーダイオード２１９を設けていない比較例６においては、実施例１における比較例１及び比較例４と同様に、ＡＣバンディング画像が発生した。

また、比較例７においては、ＡＣバンディング画像は発生しなかったが、転写不良画像が発生した。これは、コンデンサの静電容量が大きいために、転写材Ｐが定着前ガイド２７に接触したときに、転写部Ｎｔを流れる電流が転写材Ｐと定着前ガイド２７を介してコンデンサに流れ込むことで、転写部Ｎｔにおける転写電圧が不足したことによるものである。本実施例の構成においても、実施例１と同様に、コンデンサ２１８の静電容量は、５００ｐＦ以上３３００ｐＦ以下に設定するのが好ましい。

なお、本実施例においても実施例１と同様に、ツェナーダイオード２１９として、感光ドラム１から転写材Ｐにトナー像を転写するために転写電源３０から転写ローラ２０に電圧を印加した場合に転写前ガイド１７が降伏電圧に維持されるものを用いている。言い換えると、ツェナーダイオード２１９は、低抵抗の転写材Ｐと転写前ガイド１７を介して転写部Ｎｔからツェナーダイオード２１９に流れる電流によって、カソード側を降伏電圧に維持することが可能である。

以上説明したように、本実施例においては、定着前ガイド２７とアースとの間にツェナーダイオード２１９とコンデンサ２１８を並列で接続することで、コンデンサ２１８の静電容量を大きくしなくてもＡＣバンディング画像の発生を抑制することが可能となる。コンデンサ２１８の静電容量を大きくしなくてもＡＣバンディング画像の発生を抑制できることにより、転写部Ｎｔにて形成される転写電圧が不足することによる転写不良の発生も抑制することが可能である。

また、本実施例においては、導電部材として、金属部材から構成される定着前ガイド２７を用いて説明を行った。しかし、これに限らず、導電部材として、モールド等で一定の抵抗を有しているガイドを用いても良い。導電部材としては、電気抵抗が１０^６Ω以下であれば、転写部Ｎｔからツェナーダイオード２１９に向けて電流を流すことができ、電気抵抗が１０^３Ω以下であればより好ましい。

さらに、実施例１の変形例４のように、本実施例においても、コンデンサ２１８と定着前ガイド２７との間に電気抵抗を接続し、電気抵抗とコンデンサ２１８をツェナーダイオード２１９に対して並列に接続しても良い。この場合、電気抵抗を設けることでコンデンサ２１８の効果が弱まるため、コンデンサの静電容量を本実施例の値よりも大きくしても、先述の転写不良の発生を抑制することができる。

本実施例においては、定電圧素子としてツェナーダイオード２１９を使用したが、ツェナーダイオード２１９と同様の効果を得ることが可能な素子として、アバランシェダイオードやバリスタなどを用いても良い。

また、本実施例においては、導電部材として、転写部Ｎｔと定着部Ｎｆの間に配置され、転写材Ｐを定着部Ｎｆに案内する定着前ガイド２７を用いる構成について説明した。しかし、導電部材はこれに限らず、転写部Ｎｔと定着部Ｎｆに挟持された転写材Ｐと接触する部材であればよい。例えば、転写部Ｎｔと定着部Ｎｆの間に配置され、転写部Ｎｔを通過した後に転写材Ｐを除電する除電部材などを導電部材として用い、除電部材とアースとの間にツェナーダイオード２１９とコンデンサ２１８を並列に接続する構成としてもよい。

（その他の実施例）
以上、モノクロの画像形成装置に適応した実施例に則して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。像担持体から転写材Ｐにトナー像を転写する転写部材と、定着手段を有するものであれば、本発明を適用することができる。すなわち、図１１に示されるように、カラーの画像形成装置にも本発明を適用することができ、同様の効果が得られる。

図１１は、本実施例の画像形成装置３００の構成を説明する概略断面図である。図１１に示すように、本実施例に係る画像形成装置３００は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成する画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫが一定間隔で配置された、カラー画像形成装置である。なお、本実施例では、画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫの構成と動作は、形成する画像の色が異なることを除いて実質的に同じである。したがって、以下、画像形成部ＳＫを用いて本実施例の画像形成装置３００の構成について説明する。

本実施例の画像形成装置３００において、パーソナルコンピュータ（不図示）などの情報機器から送信された画像信号は、画像形成装置３００内で受信、解析された後に不図示の制御手段へ送信される。そして、不図示の制御手段が各種手段を制御することによって、画像形成装置３００において画像形成動作が開始される。

画像形成装置ＳＫは、ドラム状の感光体である感光ドラム３０１Ｋと、帯電手段としての帯電ローラ３０２Ｋと、現像手段としての現像ローラ３０５Ｋと、クリーニング手段３０６Ｋと、を有する。画像形成動作が開始されると、感光ドラム３０１Ｋは図示矢印Ｒ３１方向に所定の周速度で回転駆動され、回転過程で帯電ローラ３０２Ｋによって所定の極性（本実施例においては負極性）で所定の電位に一様に帯電処理される。その後、露光手段３０４Ｋから画像信号に応じた露光を受けることにより、感光ドラム３０１Ｋの表面に静電潜像が形成される。感光ドラム３０１Ｋの表面に形成された静電潜像は、現像ローラ３０５Ｋから供給されるトナーによって現像され、感光ドラム３０１Ｋにトナー像が形成される。

感光ドラム３０１Ｋの対向には、張架部材としての張架ローラ３２６ａ〜３２６ｃによって張架された像担持体としての無端状の中間転写ベルト３０７が配置されており、中間転写ベルト３０７は図示矢印Ｒ３２方向に回転駆動される。中間転写ベルト３０７の内周面側には、中間転写ベルト３０７を感光ドラム３０１Ｋに押圧する１次転写ローラ３０８Ｋが配置される。また、１次転写ローラ３０８Ｋによって押圧された中間転写ベルト３０７と感光ドラム３０１Ｋとが当接する位置には、１次転写部が形成される。感光ドラム３０１Ｋ上に形成されたトナー像は、１次転写部を通過する過程で、感光ドラム３０１Ｋから中間転写ベルト３０７に１次転写される。このように、各画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫにおいて各色のトナー像が中間転写ベルト３０７に１次転写され、中間転写ベルト３０７には目的のカラー画像に対応した複数色のトナー像が形成される。

像担持体としての中間転写ベルト３０７を介して、張架ローラ３２６ａの対向には転写部材としての２次転写ローラ３２０が配置されており、中間転写ベルト３０７と２次転写ローラ３２０が当接する位置には転写部としての２次転写部Ｎｔ３が形成される。２次転写ローラ３２０は、転写電源３３０に接続されており、不図示の制御手段が転写電源３３０を制御し２次転写ローラ３２０に電圧を印加することにより、中間転写ベルト３０７から転写材Ｐに複数色のトナー像が２次転写される。

給紙カセット３０９に積載された転写材Ｐは、中間転写ベルト３０７に形成された複数色のトナー像が２次転写部Ｎｔ３に到達するタイミングに合わせて、給紙ローラ３１１によって給紙カセット３０９から給送され、２次転写部Ｎｔ３に搬送される。２次転写部Ｎｔ３において複数色のトナー像を２次転写された転写材Ｐは定着手段３１４に搬送され、加熱手段３１２及び加圧手段３１３によって加熱及び加圧され、各色のトナーが溶融混和して転写材Ｐに固定される。その後、転写材Ｐは排紙ローラ３１６によって積載部としての排紙トレイ３１０に排出される。

このようなカラー画像形成装置３００においても、例えば、図１１に示す転写前ガイド３１７や定着前ガイド３２７のように、転写部Ｎｔと定着部Ｎｆとに挟持されている転写材Ｐに接触する導電部材を設けることが可能である。そして、転写前ガイド３１７とアースとの間に、ツェナーダイオードとコンデンサを並列に接続した状態で設けることで、実施例１及び実施例２と同様の効果を得ることが可能である。

１ 感光ドラム
１４ 定着手段
１７ 転写前ガイド
１８ コンデンサ
１９ ツェナーダイオード
２０ 転写ローラ
Ｎｔ 転写部
Ｎｆ 定着部
Ｐ 転写材

Claims (15)

1. トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体と当接して転写部を形成し、前記転写部において前記像担持体に担持されたトナー像を転写材に転写する転写部材と、転写材の搬送方向に関して前記転写部材よりも下流側に配置されており、転写材を加熱する加熱部材と、前記加熱部材に接触して定着部を形成する加圧部材と、を有する定着手段と、を備え、前記定着手段は交流電圧を印加されることによって前記定着部に挟持された転写材にトナー像を定着する画像形成装置において、
   転写材の搬送方向に関して前記定着部よりも上流側であって、前記転写部と前記定着部とに挟持された転写材に接触する位置に配置される導電部材と、前記導電部材とアースとの間に設けられたコンデンサと、前記コンデンサと並列に接続され、前記定着部と前記転写部に挟持された転写材にトナー像を転写している状態において前記導電部材に接続された側が所定の電圧に維持される定電圧素子と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記定電圧素子は、前記転写材と前記導電部材を介して前記転写部から流れる電流により、前記導電部材に接続された側を前記所定の電圧に維持することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記定電圧素子はツェナーダイオードであり、前記ツェナーダイオードは、アノード側をアースに電気的に接続され、カソード側を前記導電部材に接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記導電部材は、転写材の搬送方向に関して前記転写部よりも下流側に配置されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記導電部材は、転写材に接触して転写材を前記定着部に案内する案内部材であることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 転写材の搬送方向に関して前記転写部よりも上流側に配置され、転写材に接触して転写材を前記転写部に案内する案内部材と、前記案内部材とアースとの間に接続された第１の抵抗素子と、を備えることを特徴とする請求項４又は５に記載の画像形成装置。
7. 前記導電部材は、転写材の搬送方向に関して前記転写部よりも上流側に配置され、転写材に接触して転写材を前記転写部に案内する案内部材であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記コンデンサの静電容量は、５００ｐＦ以上３３００ｐＦ以下であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記導電部材と前記コンデンサとの間で前記コンデンサに対して直列に接続された第２の抵抗素子を備え、前記第２の抵抗素子と前記コンデンサは、前記定電圧素子に対して並列に接続されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記導電部材に電圧を印加する電源が接続されていないことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
11. 前記加熱部材は、前記定着部に挟持される転写材に対向して配置され、交流電圧を印加されることで発熱して前記加熱部材を加熱する加熱体を有することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
12. 前記加熱部材は、前記加熱体を覆う円筒形の可撓性部材を有し、前記加熱体は、前記可撓性部材を介して前記加圧部材と対向する位置に配置されることを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
13. 前記像担持体にトナー像を供給する現像手段を備え、前記像担持体は、前記現像手段によって静電潜像が現像される感光体であることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の画像形成装置。
14. 前記感光体に接触して前記感光体を帯電する帯電手段を備え、前記感光体の回転方向に関して、前記感光体と前記帯電手段とが接触する位置から前記転写部までの間に、前記感光体に当接するブレードを備えないことを特徴とする請求項１３に記載の画像形成装置。
15. 感光体を備え、前記像担持体は、前記感光体から転写されるトナー像を担持する無端状の中間転写ベルトであることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の画像形成装置。
    

Images